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太阳能电池的发电原理解析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:太阳能电池的发电原理主要是利用半导体的光电效应,当硅晶体中掺入其他杂质如硼、磷等时,其导电性会增强。达到平衡后,即形成特殊的电差薄层,这就是PN结。另外,硅表面非常光亮,会反射掉大量的太阳光,不能被电池利用。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限,于是人们又将很多电池并联或串联起来使用,形成太阳能光电板。

太阳能电池的发电原理解析

太阳能电池的发电原理主要是利用半导体光电效应,当硅晶体中掺入其他杂质如硼、磷等时,其导电性会增强。当掺入硼时,硅晶体中就会存在着一个空穴,这个空穴因为没有电子而变得很不稳定,容易吸收电子而中和,形成P(positive)型半导体。同样,掺入磷原子以后,因为磷原子有5个电子,所以就会有一个电子变得非常活跃,形成N(negative)型半导体。这样当P型和N型半导体结合在一起时,在两种半导体的交界面区域会形成一个特殊的薄层,界面的P型一侧带负电,N型一侧带正电。达到平衡后,即形成特殊的电差薄层,这就是PN结。当晶片受光后,在PN结中,N型半导体的空穴往P型区移动,而P型区中的电子往N型区移动,在这种空穴和电子的移动中,PN结形成电势差,这就形成了电源

由于半导体不是电的良导体,因此如果电子通过PN结后在半导体中流动,电阻就会非常大,损耗也非常大。若在上层全部涂上金属,阳光则不能通过,电流就不能产生,因此一般用金属网格覆盖PN结,以增加入射光的面积。(www.xing528.com)

另外,硅表面非常光亮,会反射掉大量的太阳光,不能被电池利用。为此,科学家们给它涂上了一层反射系数非常小的保护膜,将反射损失减小到5%甚至更小。一个电池所能提供的电流和电压毕竟有限,于是人们又将很多电池(通常是36个)并联或串联起来使用,形成太阳能光电板。

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